WO2009083194A1

WO2009083194A1 - Aerosol generator nozzle, aerosol generator system, coating system, and method

Info

Publication number: WO2009083194A1
Application number: PCT/EP2008/010942
Authority: WO
Inventors: Konrad Samwer; Vasile Mosneaga; Alexandr Belenciuc; Oleg Sapoval
Original assignee: Georg-August-Universität Göttingen Stiftung Öffentlichen Rechts
Priority date: 2007-12-30
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2009-07-09
Also published as: DE102007055936B4; DE102007055936A1

Abstract

The invention relates to an aerosol generator nozzle (2), having a pressurized gas outlet (4) comprising at least one outlet opening (6) for generating a gas flow (5), and at least two material outlets (10). A material feed flow path (12), via which a precursor material can be fed to the respective material outlet (10) for dispensing the precursor material through the material outlet (10), is provided for each of the at least two material outlets (10). Each material outlet (10) is disposed for dispensing a precursor material (11) into the gas flow (5). The aerosol generator nozzle (2) enables high layer quality. According to one embodiment, the material outlet (10) is disposed radially within the pressurized gas outlet (4).

Description

Aerosolerzeugerdrüse, Aerosolerzeugersystem, Beschichtungssystem und Verfahren Aerosol generator, aerosol generator system, coating system and method

GEBIEET DER ERFINDUNGBENEFIT OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Bildung von Festkörperschichten aus einem Aerosol, insbesondere einem Aerosol, welches metallorganische Prekursoren enthält. In diesem Sinne betrifft die Erfindung das Gebiet der Aerosolerzeugung und insbesondere die Erzeugung eines Aerosols, welches metallorganische Prekursoren enthält. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Aerosolerzeugerdüse, ein Aerosolerzeugersystem, ein Beschichtungssystem und ein Aerosolerzeugungsverfahren.The invention relates to the field of formation of solid layers of an aerosol, in particular an aerosol containing organometallic precursors. In this sense, the invention relates to the field of aerosol production, and more particularly to the production of an aerosol containing organometallic precursors. In particular, the invention relates to an aerosol generator nozzle, an aerosol generator system, a coating system and an aerosol generation method.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Aus der DE 103 47 119 B4 ist eine Beschichtungsvorrichtung mit einer Aerosolabgabeeinrichtung in Form einer pneumatischen Düse bekannt. Die pneumatische Düse zerstäubt eine als Aerosolausgangsstoff dienende Flüssigkeit durch einen Gasstrom, wobei die zerstäubte Flüssigkeit, das Aerosol, von dem Gasstrom mitgenommen wird und so eine Aerosolströmung bildet. Das Gas zur Erzeugung des Gasstromes und der Aerosolausgangsstoff können der Aerosolabgabeeinrichtung über Leitungen zugeführt werden.From DE 103 47 119 B4 a coating device with an aerosol dispensing device in the form of a pneumatic nozzle is known. The pneumatic nozzle atomizes a liquid serving as an aerosol source through a gas stream, wherein the atomized liquid, the aerosol, is entrained by the gas stream and thus forms an aerosol flow. The gas for generating the gas stream and the aerosol source can be supplied to the aerosol dispenser via lines.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem Aerosol gebildete Schichten in einer hohen Qualität zu erzeugen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The invention has for its object to produce layers formed from an aerosol in a high quality. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Den hierin offenbarten Gegenständen liegt die Erkenntnis der Erfinder zugrunde, dass überraschenderweise die Einhaltung einer gewünschten Stöchiometrie und damit die Schichtqualität dadurch verbessert werden kann, dass verschiedene Prekursormaterialien über jeweils einen eigenen Materialzufuhrströmungsweg für eine einzige Gasströmung bereitgestellt und bei Bedarf in die Gasströmung abgegeben werden. Eine Erzeugung eines Aerosols aus den Prekursormaterialien und eine Erzeugung einer Aerosolströmung, mit welcher das Aerosol zu einem Zielsubstrat transportiert wird, erfolgt demgemäß in einem einzigen Schritt. Ein Zielsubstrat bezeichnet hier ein Substrat, auf dem eine Schicht abgeschieden werden soll, und wird nachfolgend kurz mit „Substrat" bezeichnet.The inventions disclosed herein are based on the knowledge of the inventors that, surprisingly, compliance with a desired stoichiometry and thus the layer quality can be improved by providing different precursor materials each with its own material supply flow path for a single gas flow and dispensing it into the gas flow as needed. Generation of an aerosol from the precursor materials and generation of an aerosol flow, with which the aerosol is transported to a target substrate, thus takes place in a single step. A target substrate here refers to a substrate on which a layer is to be deposited, and is hereinafter referred to briefly as "substrate".

In einem Aerosolströmungsweg der Aerosolströmung zu dem Substrat können Elemente angeordnet sein, welche das Aerosol selbst, z.B. eine Tröpfchengrößenverteilung oder eine Tröpfchenzusammensetzung, verändern. Solche Elemente in dem Aerosolströmungsweg können beispielsweise eines oder mehrere Prallelemente umfassen, wie sie aus der DE 103 47 119 B4 bekannt sind. Ferner kann der Aerosolströmungsweg frei von solchen Elementen sein. Beispielsweise kann eine aus einer Aerosolerzeugerdüse austretende Aerosolströmung direkt auf das Substrat gerichtet sein.In an aerosol flow path of the aerosol flow to the substrate, elements may be arranged which contain the aerosol itself, e.g. a droplet size distribution or a droplet composition. Such elements in the aerosol flow path may, for example, comprise one or more impact elements, as known from DE 103 47 119 B4. Furthermore, the aerosol flow path may be free of such elements. For example, an aerosol flow exiting an aerosol generator nozzle may be directed directly at the substrate.

Die Prekursormaterialien können flüssig sein. Beispielsweise können Prekursormaterialien durch einen oder mehrere in einem Lösungsmittel gelöste Prekursoren oder beispielsweise durch einen oder mehrere flüssige Prekursoren gebildet sein. Ein Prekursor kann beispielsweise ein Material sein, welches an einer chemischen Reaktion zur Herstellung der gewünschten Schicht teilnimmt. Dieses Teilnehmen an der chemischen Reaktion zur Herstellung der gewünschten Schicht kann beispielsweise nur unter bestimmten Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur und/oder Anwesenheit von weiteren Prekursoren, etc.) erfolgen. Ein Prekursor kann beispielsweise ein metallorganischer Prekursor sein.The precursor materials can be liquid. For example, precursor materials may be replaced by one or more precursors dissolved in a solvent, or by one or more be formed liquid precursors. For example, a precursor may be a material that participates in a chemical reaction to produce the desired layer. This participation in the chemical reaction to produce the desired layer can be done, for example, only under certain environmental conditions (pressure, temperature and / or presence of other precursors, etc.). A precursor may be, for example, an organometallic precursor.

Durch die Zufuhr verschiedener Prekursormaterialien über jeweils einen eigenen Materialzufuhrströmungsweg kann insbesondere eine genaue und reproduzierbare Einstellung einer Stöchiometrie der Prekursoren in dem Aerosol sowie auch der auf dem Substrat abgeschiedenen Schicht erfolgen. Insbesondere bei Verwendung von zwei oder mehr Prekursoren kann jeder Prekursor in einem eigenen Lösungsmittel gelöst werden und somit das Lösungsmittel optimal auf den Prekursor abgestimmt werden. Beispielsweise kann für jeden Prekursor das Lösungsmittel im Hinblick auf seine Umweltverträglichkeit ausgewählt werden. Versuche haben gezeigt, dass bei geeignet gewählten Prozessparametern überraschenderweise eine Vermischung der verschiedenen Lösungsmittel und/oder Prekursoren bis zu dem Substrat hin im wesentlichen nicht stattfindet. Prozessparameter können beispielsweise eine Geometrie des Materialzufuhrströmungsweges, eine räumliche Anordnung des Materialzufuhrströmungsweges bezüglich der Gasströmung, eine Strömungsgeschwindigkeit der Gasströmung und eine Förderrate der Prekursormaterialien sein.By supplying different precursor materials, each with its own material supply flow path, an accurate and reproducible adjustment of a stoichiometry of the precursors in the aerosol as well as the layer deposited on the substrate can be carried out in particular. In particular, when using two or more precursors each precursor can be solved in its own solvent and thus the solvent can be optimally adapted to the precursor. For example, for each precursor, the solvent may be selected for its environmental compatibility. Experiments have shown that, with suitably chosen process parameters, surprisingly, mixing of the various solvents and / or precursors substantially does not take place down to the substrate. Process parameters may include, for example, a geometry of the material supply flow path, a spatial arrangement of the material supply flow path with respect to the gas flow, a flow velocity of the gas flow, and a delivery rate of the precursor materials.

Gemäß einem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Aerosolerzeugerdüse präsentiert, welche einen Druckgasauslass mit mindestens einer Öffnung zum Erzeugen einer Gasströmung enthält. Die Aerosolerzeugerdüse enthält ferner mindestens zwei Materialauslässe und jeweils einen Materialzufuhrströmungsweg für jeden der mindestens zwei Materialauslässe. Über den Materialzufuhrströmungsweg ist dem betreffenden Materialauslass ein Prekursormaterial zuführbar, zum Abgeben des Prekursormaterials durch den Materialauslass. Jeder der Materialauslässe ist angeordnet zum Abgeben eines Prekursormaterials in die Gasströmung.According to a first aspect of the subject matter disclosed herein, an aerosol generator nozzle is provided which includes a compressed gas outlet having at least one opening for generating a gas flow. The aerosol generator nozzle further includes at least two material outlets and a material supply flow path for each of the at least two material outlets. A precursor material can be fed to the respective material outlet via the material supply flow path, for dispensing the precursor material through the material outlet. Each of the material outlets is arranged to dispense a precursor material into the gas flow.

Gemäß einem zweiten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Aerosolerzeugersystem präsentiert, welches eine Aerosolerzeugerdüse gemäß dem ersten Aspekt oder einer Ausführungsform hiervon enthält.According to a second aspect of the subject matter disclosed herein, an aerosol generator system is disclosed which includes an aerosol generator nozzle according to the first aspect or an embodiment thereof.

Gemäß einem dritten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Verfahren präsentiert, welches ein Erzeugen einer Gasströmung enthält. Ferner umfasst das Verfahren ein Abgeben von mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialen in die Gasströmung und dadurch Bilden einer Aerosolströmung, welche die mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien enthält wobei jedes der mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien durch einen separaten Materialauslass abgegeben wird.According to a third aspect of the subject matter disclosed herein, a method is disclosed that includes generating a gas flow. Further, the method includes dispensing at least two different precursor materials into the gas flow thereby forming an aerosol stream containing the at least two different precursor materials, wherein each of the at least two different precursor materials is dispensed through a separate material outlet.

Das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt kann mittels einer Aerosolerzeugerdüse gemäß dem ersten Aspekt oder einer Ausführungsform hiervon durchgeführt werden. Ferner kann das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt mittels einesThe method according to the third aspect may be performed by means of an aerosol generating nozzle according to the first aspect or an embodiment thereof. Furthermore, the method according to the third aspect by means of a

Aerosolerzeugersystems gemäß dem zweiten Aspekt oder einer Ausführungsform hiervon durchgeführt werden.Aerosol generator system according to the second aspect or an embodiment thereof are performed.

Gemäß einem vierten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Verwendung einer Aerosolerzeugerdüse gemäß dem ersten Aspekt oder einer Ausführungsform hiervon zur Erzeugung einer Schicht aus metallorganischen Prekursormaterialien präsentiert.According to a fourth aspect of the subject matter disclosed herein, use of an aerosol generator nozzle according to the first aspect or an embodiment thereof for producing a layer of organometallic precursor materials.

Gemäß einem fünften Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Verwendung des Aerosolerzeugersystems gemäß dem zweitenAccording to a fifth aspect of the subject matter disclosed herein, use of the aerosol generator system according to the second aspect of the invention is disclosed

Aspekt oder einer Ausführungsform hiervon zur Erzeugung einer Schicht aus metallorganischen Prekursormaterialien präsentiert.Aspect or embodiment thereof for producing a layer of organometallic precursor materials.

Gemäß einem sechsten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Verwendung eines Verfahrens nach dem dritten Aspekt oder einer Ausführungsform hiervon zur Erzeugung einer Schicht aus metallorganischen Prekursormaterialien präsentiert.According to a sixth aspect of the subject matter disclosed herein, a use of a method according to the third aspect or an embodiment thereof for producing a layer of organometallic precursor materials is presented.

Weitere Ausführungsformen sind in den beiliegenden Ansprüchen definiert und werden anschaulich mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.Further embodiments are defined in the appended claims and will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. IA zeigt schematisch eine Stirnansicht einer Aerosolerzeugerdüse gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände;FIG. 1A schematically illustrates an end view of an aerosol generator nozzle in accordance with illustrative embodiments of the articles disclosed herein; FIG.

Fig. IB zeigt schematisch eine Seitenansicht der Aerosolerzeugerdüse aus Fig. IA in Teilschnittdarstellung;FIG. 1B schematically shows a side view of the aerosol generator nozzle from FIG. 1A in a partial sectional view; FIG.

Fig. IC die Seitenansicht der Aerosolerzeugerdüse aus Fig. IB zur Erläuterung der Funktionsweise der Aerosolerzeugerdüse; Fig. 2A zeigt schematisch eine Längschnittansicht einer Aerosolerzeugerdüse gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände;FIG. 1C shows the side view of the aerosol generator nozzle from FIG. 1B for explaining the mode of operation of the aerosol generator nozzle; FIG. FIG. 2A schematically illustrates a longitudinal sectional view of an aerosol generator nozzle in accordance with illustrative embodiments of the articles disclosed herein; FIG.

Fig. 2B zeigt schematisch eine Längsschnittansicht einer ersten Komponente der Aerosolerzeugerdüse aus Fig. 2A;Fig. 2B shows schematically a longitudinal sectional view of a first component of the aerosol generator nozzle of Fig. 2A;

Fig. 2C zeigt schematisch eine Stirnansicht der ersten Komponente aus Fig. 2B;Fig. 2C schematically shows an end view of the first component of Fig. 2B;

Fig. 2D zeigt schematisch eine Längsschnittansicht einer zweiten Komponente der Aerosolerzeugerdüse aus Fig. 2A;Fig. 2D schematically shows a longitudinal sectional view of a second component of the aerosol generator nozzle of Fig. 2A;

Fig. 2E zeigt schematisch eine Stirnansicht der zweiten Komponente aus Fig. 2D;Fig. 2E schematically shows an end view of the second component of Fig. 2D;

Fig. 2F zeigt schematisch eine Längsschnittansicht einer dritten Komponente der Aerosolerzeugerdüse aus Fig. 2A;Fig. 2F is a schematic longitudinal sectional view of a third component of the aerosol generator nozzle of Fig. 2A;

Fig. 2G zeigt schematisch eine Längsschnittansicht einer vierten Komponente der Aerosolerzeugerdüse aus Fig. 2A;Fig. 2G schematically shows a longitudinal sectional view of a fourth component of the aerosol generator nozzle of Fig. 2A;

Fig. 3A zeigt schematisch eine Stirnansicht einer Aerosolerzeugerdüse gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände;FIG. 3A schematically illustrates an end view of an aerosol generator nozzle in accordance with illustrative embodiments of the articles disclosed herein; FIG.

Fig. 3B zeigt schematisch eine Seitenansicht der Aerosolerzeugerdüse aus Fig. 3A in Teilschnittdarstellung; Fig. 4 zeigt schematisch eine seitliche Schnittansicht einer Aerosolerzeugerdüse gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände;Fig. 3B schematically shows a side view of the aerosol generator nozzle of Fig. 3A in partial section; 4 schematically illustrates a side sectional view of an aerosol generator nozzle in accordance with illustrative embodiments of the articles disclosed herein;

Fig. 5 zeigt schematisch ein Aerosolerzeugersystem gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände;5 schematically illustrates an aerosol generating system according to illustrative embodiments of the items disclosed herein;

Fig. 6 zeigt schematisch eine Teilansicht eines Aerosolerzeugersystems gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände;FIG. 6 schematically illustrates a partial view of an aerosol generating system according to illustrative embodiments of the articles disclosed herein; FIG.

Fig. 7 zeigt schematisch ein weiteres Aerosolerzeugersystem gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.FIG. 7 schematically illustrates another aerosol generating system according to illustrative embodiments of the articles disclosed herein.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Ferner ergeben sich weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the drawings. Furthermore, other advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of presently preferred embodiments.

Obwohl die hierin offenbarten Gegenstände mit Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben sind, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, ist es nicht beabsichtigt, dass mit der folgenden detaillierten Beschreibung sowie den Zeichnungen die vorliegende Erfindung auf die speziellen anschaulichen offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt wird. Vielmehr stellen die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.Although the objects disclosed herein are described with reference to the embodiments as illustrated in the following detailed description and drawings, it is not intended that the following detailed description and drawings be intended to limit the present invention to the specific illustrative embodiments disclosed is restricted. Rather, the described illustrative embodiments merely exemplify the various aspects of the present invention whose scope is defined by the appended claims.

Die Darstellung in den Zeichnungen ist schematisch. In den verschiedenen Figuren sind ähnliche oder identische Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, oder mit Bezugszeichen, die sich nur in der ersten Stelle unterscheiden.The illustration in the drawings is schematic. In the various figures, similar or identical elements are given the same reference numerals, or reference numerals that differ only in the first digit.

Fig. IA, Fig. IB und Fig. IC zeigen eine Aerosolerzeugerdüse 2 gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aerosolerzeugerdüse 2 allgemein eine Weiterbildung einer Lavaldüse. Die Aerosolerzeugerdüse 2 enthält einen Druckgasauslass 4 mit mindestens einer Auslassöffnung 6 zum Erzeugen einer Gasströmung. Eine Strömungsrichtung der Gasströmung bzw. der Aerosolströmung ist allgemein mit der Bezugszahl 7 angegeben. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ist der Druckgasauslass 4 durch einen ringförmigen Spalt, d.h. durch einen Ringspalt gebildet, wie dies in Fig. IA und Fig. IB dargestellt ist. Gemäß anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen weist der Druckgasauslass zwei oder mehr Auslassöffnungen auf. Beispielsweise kann der Druckgasauslass zwei oder mehr Auslassöffnungen aufweisen, die auf einer Stirnseite 8 der Aerosolerzeugerdüse 2 angeordnet sind.FIGS. 1A, 1B and 1C show an aerosol generator nozzle 2 according to illustrative embodiments of the articles disclosed herein. According to one embodiment, the aerosol generator nozzle 2 is generally a development of a Laval nozzle. The aerosol generator nozzle 2 contains a compressed gas outlet 4 with at least one outlet opening 6 for generating a gas flow. A flow direction of the gas flow or the aerosol flow is generally indicated by the reference numeral 7. According to one illustrative embodiment, the compressed gas outlet 4 is defined by an annular gap, i. formed by an annular gap, as shown in Fig. IA and Fig. IB. According to other embodiments, not shown, the compressed gas outlet has two or more outlet openings. For example, the compressed gas outlet may have two or more outlet openings, which are arranged on an end face 8 of the aerosol generator nozzle 2.

Gemäß den hierin offenbarten Gegenständen weist eine Aerosolerzeugerdüse 2 mindestens zwei Materialauslässe 10 auf. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform weist die Aerosolerzeugerdüse 2 drei Materialauslässe 10 auf, wie in Fig. IA dargestellt. Für jeden der mindestens zwei Materialauslässe 10 ist jeweils einAccording to the articles disclosed herein, an aerosol generator nozzle 2 has at least two material outlets 10. According to one illustrative embodiment, the aerosol generator nozzle 2 has three material outlets 10 as shown in FIG. 1A. For each of the at least two material outlets 10 is a respective

Materialzufuhrströmungsweg 12 vorgesehen, von denen in Fig. IB zwei Materialzufuhrströmungswege 12 sichtbar sind. Ein dritter, in der Schnittdarstellung der Fig. IB nicht sichtbarer Materialzufuhrströmungsweg 12 ist in Fig. IB gestrichelt dargestellt.Materialzufuhrströmungsweg 12 are provided, of which in Fig. IB, two material supply flow paths 12 are visible. A third, in the Sectional view of the material supply flow path 12 not visible in FIG. 1B is shown by dashed lines in FIG. 1B.

Über jeden der Materialzufuhrströmungswege 12 ist dem betreffenden Materialauslass 10 ein Prekursormaterial zuführbar, zum Abgeben des Prekursormaterials durch den betreffenden Materialauslass 10.Via each of the material supply flow paths 12, a precursor material can be supplied to the relevant material outlet 10 for dispensing the precursor material through the relevant material outlet 10.

Jeder der mindestens zwei Materialauslässe 10 ist angeordnet ist zum Abgeben eines Prekursormaterials in die Gasströmung. Im Sinne der hierin offenbarten Gegenstände ist für jedes von mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien ein Materialauslass vorgesehen, d. h. jedem Materialauslass ist ein Prekursormaterial zugeordnet und umgekehrt. Es versteht sich jedoch, dass abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform jeder Materialauslass zwei oder mehr Materialauslassöffnungen aufweisen kann (nicht dargestellt).Each of the at least two material outlets 10 is arranged to dispense a precursor material into the gas flow. For the purposes of the subject matter disclosed herein, a material outlet is provided for each of at least two different precursor materials, i. H. Each material outlet is assigned a precursor material and vice versa. However, it should be understood that, unlike the embodiment shown in FIG. 1, each material outlet may have two or more material outlet openings (not shown).

Gemäß einer Ausführungsform einer Aerosolerzeugerdüse 2 sind die mindestens zwei Materialauslässe 10 radial innerhalb des Druckgasauslasses 4 angeordnet, wie dies in Fig. IA und Fig. IB dargestellt ist. Gemäß einer Ausführungsform sind die Materialauslässe 10 aneinander angrenzend angeordnet, wie in Fig. IA dargestellt. Gemäß anderer Ausführungsformen sind die Materialauslässe 10 mit Abstand voneinander angeordnet.According to one embodiment of an aerosol generator nozzle 2, the at least two material outlets 10 are arranged radially inside the compressed gas outlet 4, as shown in FIGS. 1A and 1B. According to one embodiment, the material outlets 10 are disposed adjacent to each other as shown in FIG. 1A. According to other embodiments, the material outlets 10 are spaced apart.

Die Aerosolerzeugerdüse 2 weist gemäß einer Ausführungsform einen Düsenkörper 14 auf, durch welchen sich ein Durchgang 16 erstreckt. In dem Durchgang können die Materialzufuhrströmungswege 12 gebildet sein. Beispielsweise ist gemäß einer Ausführungsform jeder Materialzufuhrströmungsweg durch eine Fluidleitung gebildet, welche sich in dem Durchgang durch den Düsenkörper 14 erstreckt, wie dies in Fig. IA und Fig. IB dargestellt ist. Dies hat den Vorteil, das die Aersolerzeugerdüse schnell und einfach umgerüstet werden kann. Beispielsweise können an Stelle von drei Fluidleitungen vier Fluidleitungen verwendet werden, indem die drei Fluidleitungen aus dem Düsenkörper herausgezogen werden und an deren Stelle vierThe aerosol generator nozzle 2, according to one embodiment, has a nozzle body 14 through which a passage 16 extends. In the passage, the material supply flow paths 12 may be formed. For example, according to one embodiment, each material supply flowpath is formed by a fluid conduit which extends in the passageway through the nozzle body 14, as shown in FIG. IA and Fig. IB is shown. This has the advantage that the Aersolerzeugerdüse can be retrofitted quickly and easily. For example, four fluid conduits may be used instead of three fluid conduits by pulling the three fluid conduits out of the nozzle body and four in their place

Fluidleitungen in den Durchgang 16 des Düsenkörpers 14 eingeschoben werden. Eine Anpassung des Fluidleitungsbündels (bestehend z. B. aus den genannten drei oder vier Fluidleitungen) an den Durchgang 16, um eine sichere Positionierung der Fluidleitungen zu gewährleisten, kann beispielsweise durch geeignete Wahl des Außendurchmessers der Fluidleitungen, durch Verwendung von Distanzhülsen, etc. erreicht werden.Fluid lines are inserted into the passage 16 of the nozzle body 14. An adaptation of the fluid line bundle (consisting, for example, of the three or four fluid lines mentioned) to the passage 16 in order to ensure secure positioning of the fluid lines can be achieved, for example, by suitably selecting the outer diameter of the fluid lines, by using spacers, etc. become.

Gemäß einer Ausführungsform ist jeder Materialauslass durch ein offenes Ende der ihm zugeordneten Fluidleitung gebildet. Der Düsenkörper 14 weist gemäß einer Ausführungsform ein flaches auslassseitiges Ende 17 auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließen die Materialauslässe 10 bündig mit dem auslassseitigen Ende 17 des Düsenkörpers 14 ab. Gemäß einer Ausführungsform hat die Fluidleitung einen Innendurchmesser von 0,05 mm bis 0,9 mm. Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die Fluidleitung einen Innendurchmesser von 0,2 mm bis 0,6 mm. Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die Fluidleitung einen Innendurchmesser von 0,3 mm bis 0,5 mm.According to one embodiment, each material outlet is formed by an open end of its associated fluid line. The nozzle body 14 has, according to one embodiment, a flat outlet-side end 17. According to a further embodiment, the material outlets 10 are flush with the outlet end 17 of the nozzle body 14. According to one embodiment, the fluid line has an inner diameter of 0.05 mm to 0.9 mm. According to a further embodiment, the fluid line has an inner diameter of 0.2 mm to 0.6 mm. According to a further embodiment, the fluid line has an inner diameter of 0.3 mm to 0.5 mm.

Gemäß anschaulichen Ausführungsformen sind die mindestens zwei Materialauslässe 10 parallel angeordnet wie z.B. in Fig. IB dargestellt. Auf diese Weise werden die Prekursormaterialien jeweils an einem Ort nahe einer Düsenachse 20 zerstäubt. Die resultierenden Prekursormaterialströmungen überlagern sich stromabwärts zu einem Strömungskegel mit einem Gemisch von Prekursormaterialtröpfchen, gemäß einer Ausführungsform zu einem Strömungskegel mit einem homogenen Gemisch verschiedener Prekursormaterialtröpfchen. Überraschenderweise findet in der Aerosolströmung eine Vermischung der Prekursormaterialien im wesentlichen nicht statt, so dass jedes Aerosoltröpfchen nur einen einzigen Prekursor enthält. Eine Reaktion der Prekursoren findet bei geeigneter Prozessführung erst an dem Substrat statt, auf welchem die gewünschte Schicht aus den Prekursoren gebildet wird. Im Gegensatz zu einem Ein-Leitungssystem, bei welchem die Prekursoren in einem gemeinsamen Lösungsmittel gelöst werden, hat dies den Vorteil, dass die Stöchiometrie besser einstellbar ist und dass im Hinblick auf eine gewünschte Optimierung des Beschichtungsprozesses, beispielsweise im Hinblick auf Umweltverträglichkeit, Kosten etc., für jeden Prekursor ein optimales Lösungsmittel gewählt werden kann. Es versteht sich, dass neben der Eigenschaft einer optimalen Stöchiometrie auch andere Faktoren die Schichtqualität beeinflussen, so z. B. dieAccording to illustrative embodiments, the at least two material outlets 10 are arranged in parallel, as shown for example in FIG. 1B. In this way, the precursor materials are each atomized at a location near a nozzle axis 20. The resulting precursor material flows superimpose downstream to a flow cone with a mixture of precursor material droplets, according to one embodiment, to a flow cone with a homogeneous mixture of different precursor material droplets. Surprisingly, mixing of the precursor materials essentially does not occur in the aerosol flow, so that each aerosol droplet contains only a single precursor. A reaction of the precursors takes place with suitable process control only at the substrate on which the desired layer is formed from the precursors. In contrast to a single-line system in which the precursors are dissolved in a common solvent, this has the advantage that the stoichiometry is better adjustable and that in terms of a desired optimization of the coating process, for example with regard to environmental compatibility, costs, etc. , an optimal solvent can be selected for each precursor. It is understood that in addition to the property of optimal stoichiometry, other factors influence the quality of the coating, such. B. the

Auftreffgeschwindigkeit der Aerosolströmung auf dem Substrat, auf dem die gewünschte Schicht gebildet wird.Impact velocity of the aerosol flow on the substrate on which the desired layer is formed.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Fluidleitung flexibel, beispielsweise schlauchartig ausgebildet. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Fluidleitung starr, beispielsweise rohrartig ausgebildet.According to one embodiment, the fluid line is flexible, for example tubular. According to another embodiment, the fluid line is rigid, for example, tubular.

Eine innere Oberfläche der Fluidleitung ist gemäß einer Ausführungsform aus Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) gebildet. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Fluidleitung vollständig aus PTFE gebildet. Beispielsweise kann die Fluidleitung durch einen Schlauch aus PTFE gebildet sein. PTFE hat sich in Versuchen als ein für den Einsatzzweck in der Aerosolerzeugerdüse 2 als ein geeignetes Material herausgestellt. Gemäß anderen Ausführungsformen ist die innere Oberfläche der Fluidleitung bzw. des Materialzufuhrströmungsweges 12 aus einem anderen Material gebildet, welches inert gegenüber den eingesetzten Prekursormaterialien ist, beispielsweise aus Glas.An inner surface of the fluid conduit is formed of polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon) according to one embodiment. According to another embodiment, the fluid line is formed entirely of PTFE. For example, the fluid line may be formed by a tube of PTFE. PTFE has been found to be a suitable material for use in the aerosol generator nozzle 2 in tests. According to other embodiments, the inner surface of the fluid conduit or the material supply flow path 12 is made of a formed of other material which is inert to the Prekursormaterialien used, for example made of glass.

Stromabwärts des durch Druckgasauslass 4 abgegebenen Druckgases kann gemäß einer Ausführungsform ein sich in Strömungsrichtung 7 der Gasströmung erweiternder Trichter 18 angeordnet sein. Bezüglich der Strömungsrichtung 7 der Gasströmung oder bezüglich der Düsenachse 20 der Aerosolerzeugerdüse 2 kann der Trichter 18 einen Öffnungswinkel α (nicht bezeichnet in Fig. IB) einschließen. Der Öffnungswinkel α beeinflusst die Öffnung des Aeorsolkegels, d. h. die Aufweitung desDownstream of the compressed gas discharged through compressed gas outlet 4, according to one embodiment, a hopper 18 widening in the flow direction 7 of the gas flow can be arranged. With respect to the flow direction 7 of the gas flow or with respect to the nozzle axis 20 of the aerosol generator nozzle 2, the hopper 18 may include an opening angle α (not designated in FIG. 1B). The opening angle α affects the opening of the Aeorsolkegels, d. H. the expansion of the

Aersolströmung in Strömungsrichtung. Der Öffnungswinkel wird folglich an die Geometrie der Beschichtungsvorrichtung angepasst, beispielsweise an den Abstand der Aerosolerzeugerdüse 2 zu einem Substrat. Beispielsweise kann der Öffnungswinkel α gemäß einer Ausführungsform in dem Intervall zwischen 15° und 60° liegen, beispielsweise bei 30°. Der Trichter 18 kann einen Gasmantel erzeugen, welcher die Aerosolströmung umgibt.Aersol flow in the direction of flow. The opening angle is consequently adapted to the geometry of the coating device, for example to the distance of the aerosol generator nozzle 2 to a substrate. For example, the opening angle α according to an embodiment in the interval between 15 ° and 60 °, for example at 30 °. The hopper 18 may generate a gas jacket surrounding the aerosol flow.

Gemäß einer Ausführungsform verringert sich der Strömungsquerschnitt eines Druckgasströmungsweges 22 innerhalb der Aerosolerzeugerdüse 2 zu dem Druckgasauslass 4 hin, welcher in diesem Fall die Position des kleinsten Strömungsquerschnittes 21 des Druckgasströmungsweges 22 markiert, wie dies beispielsweise in Fig. IB dargestellt ist. Der Druckgasströmungsweg 22 kann beispielsweise durch den Düsenkörper 14 und eine Auslasshülse 23 gebildet sein, welche sich im Bereich des Materialauslasses 10 radial außerhalb des Düsenkörpers 14 erstreckt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Druckgasauslass 4, d.h. die Position des kleinsten Strömungsquerschnittes 21 des Druckgasströmungsweges in Strömungsrichtung des Druckgases mit einem Abstand 24 vor den mindestens zwei Materialauslässen angeordnet, wie dies auch in Fig. IB der Fall ist. Möglicherweise bewirkt diese Konfiguration eine gute Zerstäubung und eine homogenen Durchmischung der Prekursorenmaterialien mit der Gasströmung. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aersosolerzeugerdüse 2 so ausgebildet, dass die Position des kleinsten Strömungsquerschnittes 21 desAccording to one embodiment, the flow cross-section of a compressed gas flow path 22 inside the aerosol generator nozzle 2 decreases towards the compressed gas outlet 4, which in this case marks the position of the smallest flow cross-section 21 of the compressed gas flow path 22, as shown for example in FIG. The compressed gas flow path 22 may be formed, for example, by the nozzle body 14 and an outlet sleeve 23, which extends in the area of the material outlet 10 radially outside of the nozzle body 14. According to a further embodiment, the compressed gas outlet 4, ie the position of the smallest flow cross-section 21 of the compressed gas flow path in the flow direction of the compressed gas with a distance 24 in front of the at least two material outlets arranged, as is the case in Fig. IB. This configuration may well cause good atomization and homogenous mixing of the precursor materials with the gas flow. According to one embodiment, the aerosol generator nozzle 2 is designed such that the position of the smallest flow cross-section 21 of the

Druckgasströmungsweges relativ zu der Position der mindestens zwei Materialauslässe 10 einstellbar ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Position der Materialauslässe 10 bezüglich der Position des kleinsten Strömungsquerschnittes 21 einstellbar ist. Beispielsweise kann der Düsenkörper 14 bezüglich der Auslasshülse 23 verschiebbar angeordnet sein. Ferner kann beispielsweise der Auslassströmungsweg 12, beispielsweise in Form einer Fluidleitung, bezüglich des Düsenkörpers 14 oder bezüglich der Auslasshülse 23 verschiebbar sein, um den Abstand 24 einzustellen.Compressed gas flow path is adjustable relative to the position of the at least two material outlets 10. For example, it can be provided that the position of the material outlets 10 with respect to the position of the smallest flow cross-section 21 is adjustable. For example, the nozzle body 14 can be arranged displaceably with respect to the outlet sleeve 23. Furthermore, for example, the outlet flow path 12, for example in the form of a fluid line, may be displaceable with respect to the nozzle body 14 or with respect to the outlet sleeve 23 in order to adjust the distance 24.

Fig. IC zeigt die seitliche Schnittansicht der Aerosolzerstäuberdüse 2 aus Fig. IB, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein Teil der Komponenten der Aerosolzerstäuberdüse 2 mit Bezugszahlen versehen sind. In Fig. IC ist exemplarisch die von dem Druckgasauslass 4 erzeugte Gasströmung 5, ein durch den Materialauslass 10 in dieFIG. 1C shows the side sectional view of the aerosol sprayer nozzle 2 from FIG. 1B, wherein only a part of the components of the aerosol sprayer nozzle 2 are provided with reference numbers for reasons of clarity. In FIG. 1C, the gas flow 5 generated by the compressed gas outlet 4 is an example, through the material outlet 10 into the

Druckgasströmung abgegebenes Prekursormaterial 11, sowie die resultierende Aerosolströmung 75 durch entsprechende Pfeile angegeben.Compressed gas flow delivered Prekursormaterial 11, and the resulting aerosol flow 75 indicated by corresponding arrows.

Fig. 2A zeigt eine Teilschnittansicht einer weiteren Aerosolerzeugerdüse 2 gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Die Fig. 2B bis Fig. 2G zeigen Detailansichten von Komponenten der Aerosolerzeugerdüse 2 aus Fig. 2A.FIG. 2A is a partial sectional view of another aerosol generator nozzle 2 according to illustrative embodiments of the articles disclosed herein. FIGS. 2B to 2G show detailed views of components of the aerosol generator nozzle 2 of FIG. 2A.

Fig. 2A und die Detailansicht in Fig. 2G zeigen einen Düsenkörper 14 mit einem Durchgang 16, in welchem Fluidleitungen als Materialzufuhrströmungswege (in Fig. 2A nicht dargestellt) anordenbar sind. Gemäß einer in Fig. 2A und Fig. 2G dargestellten Ausführungsform ist der Durchgang 16 als zentraler Durchgang ausgebildet. Gemäß einer ebenfalls in Fig. 2A und Fig. 2G dargestellten Ausführungsform verjüngt sich in einem Längsabschnitt 25 der Querschnitt des Durchgangs 16 in Richtung zu einem Auslassende 26 hin, wo der Materialauslass 10 (nicht dargestellt) angeordnet wird. Dies ermöglicht ein leichtes Einführen von Fluidleitungen in den Durchgang 16 und dennoch einen sicheren Halt der Fluidleitungen durch Klemmwirkung, wenn deren Anzahl und Durchmesser auf den Durchmesser des Durchgangs 16 an seinemFIG. 2A and the detail view in FIG. 2G show a nozzle body 14 with a passage 16, in which fluid lines as Material supply flow paths (not shown in Fig. 2A) can be arranged. According to an embodiment shown in Fig. 2A and Fig. 2G, the passage 16 is formed as a central passage. According to an embodiment also shown in FIGS. 2A and 2G, in a longitudinal section 25, the cross-section of the passage 16 tapers towards an outlet end 26 where the material outlet 10 (not shown) is located. This allows easy insertion of fluid lines in the passage 16 and yet a secure hold of the fluid lines by clamping action, when the number and diameter of the diameter of the passage 16 at its

Auslassende 26 abgestimmt ist. Gemäß einer Ausführungsform kann der Durchgang 16 kann zu seinem Auslassende 26 hin einen Längsabschnitt 27 mit konstanten Innendurchmesser aufweisen. Eine äußere Oberfläche 29 des Düsenkörpers 14 kann zu dem Auslassende 26 hin verjüngt ausgebildet sein. Beispielsweise kann die äußere Oberfläche 29 einen Winkel γ mit der Düsenachse 20 einschließen.Outlet end 26 is tuned. According to one embodiment, the passage 16 may have a longitudinal section 27 with a constant inner diameter towards its outlet end 26. An outer surface 29 of the nozzle body 14 may be tapered toward the outlet end 26. For example, the outer surface 29 may include an angle γ with the nozzle axis 20.

Wie aus Fig. 2A ersichtlich, ist der Düsenkörper 14 mit einem dem Auslassende 26 entgegengesetzten Ende 28 in eine Aufnahmehülse 30 gesteckt. Das Ende 28 und die Aufnahmehülse können Dichtflächen 32, 34 aufweisen, welche für die Verbindungsstelle des Düsenkörpers 14 und der Aufnahmehülse 30 im montierten Zustand abdichten. Wie aus Fig. 2A, 2D und Fig. 2E ersichtlich, weist die Aufnahmehülse 30 gemäß einer Ausführungsform einen Durchgang 36 auf, welcher im montierten Zustand in den Durchgang 16 des Düsenkörpers 14 mündet. Radial außerhalb des Durchgangs 36 weist die Aufnahmehülse gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Druckgasströmungsweg 38 auf. Der Druckgasströmungsweg 38 ist gemäß einer Ausführungsform durch eine einzige Längsbohrung in der Aufnahmehülse gebildet. Gemäß anderen Ausführungsformen kann der Druckgasströmungsweg durch zwei oder mehr Bohrungen oder durch anders gestaltete Durchgänge gebildet sein.As can be seen from FIG. 2A, the nozzle body 14 is inserted into a receiving sleeve 30 with an end 28 opposite the outlet end 26. The end 28 and the receiving sleeve may have sealing surfaces 32, 34, which seal for the connection point of the nozzle body 14 and the receiving sleeve 30 in the mounted state. As can be seen from FIGS. 2A, 2D and 2E, the receiving sleeve 30 according to one embodiment has a passage 36 which, in the mounted state, opens into the passage 16 of the nozzle body 14. Radially outside the passage 36, the receiving sleeve according to another embodiment, a compressed gas flow path 38. The Druckgasströmungsweg 38 is formed according to an embodiment by a single longitudinal bore in the receiving sleeve. According to others Embodiments, the compressed gas flow path may be formed by two or more holes or differently shaped passages.

Wie ferner aus Fig. 2A ersichtlich, ist der Düsenkörper 14 in der Aufnahmehülse 30 durch eine Haltehülse 40 fixiert. Hierzu weist der Düsenkörper 14 eine äußere Anlagefläche 42 auf, welche mit einer Anlagefläche 44 der Haltehülse 40 zusammenpasst. Gemäß einer Ausführungsform sind die äußere Anlagefläche 42 des Düsenkörpers 14 und die Dichtfläche 32 des Düsenkörpers 14 gegeneinander geneigt, so dass über die äußere Anlagefläche 42 des Düsenkörpers eine axiale Kraft auf den Düsenkörper 14 in Richtung auf die Aufnahmehülse 30 ausübbar ist, um den Düsenkörper 14 zwischen der Aufnahmehülse 30 und der Haltehülse 40 zu fixieren. Die Aufnahmehülse 30 und die Haltehülse 40 sind aneinander durch geeignete Befestigungsmittel 46, beispielsweise ineinandergreifende Gewinde oder mittels Schrauben, etc. befestigt. Der Düsenkörper 14, die Aufnahmehülse 30 und die Haltehülse 40 definieren im montierten Zustand eine Ringkammer 48, in welche der Druckgasströmungsweg 38 der Aufnahmehülse mündet.As can also be seen from FIG. 2A, the nozzle body 14 is fixed in the receiving sleeve 30 by a holding sleeve 40. For this purpose, the nozzle body 14 has an outer contact surface 42, which mates with a contact surface 44 of the retaining sleeve 40. According to one embodiment, the outer contact surface 42 of the nozzle body 14 and the sealing surface 32 of the nozzle body 14 are inclined relative to each other, so that over the outer bearing surface 42 of the nozzle body, an axial force on the nozzle body 14 in the direction of the receiving sleeve 30 is exercised to the nozzle body 14th between the receiving sleeve 30 and the holding sleeve 40 to fix. The receiving sleeve 30 and the holding sleeve 40 are fastened to each other by suitable fastening means 46, for example interlocking threads or by means of screws, etc. The nozzle body 14, the receiving sleeve 30 and the holding sleeve 40 define in the mounted state, an annular chamber 48 into which the Druckgasströmungsweg 38 of the receiving sleeve opens.

Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich ein Druckgasströmungsweg 50 von der Ringkammer 48 zu dem Druckgasströmungsweg 22, welcher den Druckgasauslass 4 definiert. Der Druckgasströmungsweg 50 von der Ringkammer 48 zu dem Druckgasströmungsweg 22 erstreckt sich gemäß einer in Fig. 2A dargestellten Ausführungsform durch die Haltehülse 40. Gemäß anderer Ausführungsformen kann sich derAccording to one embodiment, a pressurized gas flow path 50 extends from the annular chamber 48 to the pressurized gas flow path 22 which defines the pressurized gas outlet 4. The pressurized gas flow path 50 from the annular chamber 48 to the pressurized gas flow path 22 extends through the retainer sleeve 40 according to an embodiment shown in FIG. 2A

Druckgasströmungsweg 50 von der Ringkammer 48 zu dem Druckgasströmungsweg 22 durch den Düsenkörper 14 erstrecken. Wie aus Fig. 2B und Fig. 2C ersichtlich, umfasst der Druckgasströmungsweg 50 gemäß einer Ausführungsform eine Mehrzahl von Bohrungen 52, die radial außerhalb der Anlagefläche 44 der Haltehülse 40 angeordnet sind. Beispielsweise können die Bohrungen 52 in Umfangsrichtung äquidistant um die Anlagefläche 44 herum angeordnet sein, wie in Fig. 2C dargestellt. Durch die Ringkammer 48 werden Druckunterschiede an den Bohrungen 52 reduziert.Compressed gas flow path 50 from the annular chamber 48 to the compressed gas flow path 22 through the nozzle body 14 extend. As can be seen from FIGS. 2B and 2C, according to one embodiment, the compressed gas flow path 50 comprises a plurality of bores 52, which are arranged radially outside the contact surface 44 of the holding sleeve 40. For example, the bores 52 may be arranged in the circumferential direction equidistant around the contact surface 44, as shown in Fig. 2C. Through the annular chamber 48 pressure differences at the holes 52 are reduced.

Wie aus Fig. 2A ersichtlich, ist der Strömungsquerschnitt des Strömungsweges 22 zu dem Auslass 4 hin stark reduziert, so dass ein hinterer Bereich des Strömungsweges 22, welcher in Strömungsrichtung vor dem Auslass 4 angeordnet ist, eine weitere Ringkammer 54 bildet, welche Druckunterschiede einlang einer Umfangsrichtung des ringförmigen Auslasses 4 reduziert.As can be seen from Fig. 2A, the flow cross-section of the flow path 22 is greatly reduced to the outlet 4, so that a rear portion of the flow path 22, which is arranged in the flow direction in front of the outlet 4, another annular chamber 54, which pressure differences einlang a Circumferentially reduced circumferential direction of the annular outlet 4.

Gemäß einer in Fig. 2A dargestellten Ausführungsform wird der den Auslass 4 definierende Teil des Strömungsweges 22 durch die Haltehülse 40, den Düsenkörper 14 und eine Auslasshülse 23 begrenzt. Der Auslass 4 wird hierbei durch die Auslasshülse 23 und den Düsenkörper 14 gebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist die Auslasshülse 23 nur an der Haltehülse 40 befestigt und ermöglicht auf diese Weise einen Auslass 4 in Form eines durchgehenden Ringspaltes. Die Befestigung der Auslasshülse 23 an der Haltehülse erfolgt durch geeigneteAccording to one embodiment shown in FIG. 2A, the part of the flow path 22 defining the outlet 4 is bounded by the holding sleeve 40, the nozzle body 14 and an outlet sleeve 23. The outlet 4 is in this case formed by the outlet sleeve 23 and the nozzle body 14. According to one embodiment, the outlet sleeve 23 is attached only to the retaining sleeve 40 and thus allows an outlet 4 in the form of a continuous annular gap. The attachment of the outlet sleeve 23 to the retaining sleeve by suitable

Befestigungsmittel, beispielsweise durch ineinandergreifende Gewinde 58 an der Haltehülse 40 und der Auslasshülse 23, durch Schrauben, etc.Fastening means, for example, by interlocking threads 58 on the retaining sleeve 40 and the outlet sleeve 23, by screws, etc.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Auslasshülse 23 sich an Auflageteilen an dem Düsenkörper abstützt, während Ausnehmungen zwischen den Auflageteilen den Auslass bilden. In diesem Fall kann die Auslasshülse 23 durch geeignete Befestigungsmittel an der Aufnahmehülse 30 befestigt sein, so dass die in Fig. 2A dargestellte Haltehülse 40 weggelassen werden kann. Die Auslasshülse 23 ist separat in Fig. 2F dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform bildet die Auslasshülse 23 den in Strömungsrichtung nach dem Auslass 4 angeordneten und sich in Strömungsrichtung der Gas- bzw. Aerosolströmung erweiternden Trichter 18. Der den Auslassströmungsweg 22 begrenzende Teil der Auslasshülse 23 kann einen bezüglich der Strömungsrichtung der Gasströmung sich verjüngenden Teil 60 aufweisen. Dieser sich verjüngende Teil 60 schließt mit der Düsenachse 20 einen Winkel ß ein, der gemäß einer in Fig. 2F dargestellten Ausführungsform den selben Betrag hat wie der Winkel α, den der Trichter 18 mit der Düsenachse 20 einschließt. Gemäß anderer Ausführungsformen kann der Winkel ß ungleich dem Winkel α sein.According to a further embodiment it can be provided that the outlet sleeve 23 is supported on support parts on the nozzle body, while recesses between the support members form the outlet. In this case, the outlet sleeve 23 may be secured by suitable fastening means on the receiving sleeve 30, so that the holding sleeve 40 shown in Fig. 2A can be omitted. The outlet sleeve 23 is shown separately in FIG. 2F. According to one embodiment, the outlet sleeve 23 forms the funnel 18 arranged in the flow direction downstream of the outlet 4 and widening in the flow direction of the gas or aerosol flow. The part of the outlet sleeve 23 delimiting the outlet flow path 22 can have a part 60 that tapers with respect to the flow direction of the gas flow , This tapering part 60 encloses an angle β with the nozzle axis 20 which, according to an embodiment shown in FIG. 2F, has the same magnitude as the angle α which the funnel 18 encloses with the nozzle axis 20. According to other embodiments, the angle β may not be equal to the angle α.

Fig. 3A und Fig. 3B zeigen eine Aerosolerzeugerdüse 2 gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer Ausführungsform weist der Düsenkörper 14 ein spitz zulaufendes auslassseitiges Ende 17 auf, in welchem die Auslässe 10 gebildet sind. Durch den auf diese Weise vergrößerten Abstand der Auslässe 10 untereinander wird ein Vermischen von Aerosoltröpfchen weiter verringert oder ausgeschlossen. Die Materialauslässe 10 können beispielsweise durch Bohrungen gebildet sein, welche sich durch den Düsenkörper 14 erstrecken. Gemäß einer anderen Ausführungsform können Fluidleitungen, beispielsweise Schläuche aus Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon), in den Bohrungen angeordnet sein, wobei die Auslässe beispielsweise durch jeweils ein Ende einer der Fluidleitungen gebildet sein können oder durch separate Komponenten gebildet sein können. Der Düsenkörper 14 kann gemäß einer Ausführungsform in einem sich an das Ende 17 anschließenden hinteren Abschnitt 19 einen konstanten Außendurchmesser aufweisen. Auf diese Weise ist bei einer anderen Ausführungsform, in welcher der Düsenkörper bezüglich der Auslasshülse 23 axial verschiebbar ist, die Position der Materialauslässe 10 bezüglich des Druckgasauslasses 4 einstellbar ohne dass der Druckgasströmungsweg innerhalb der Aerosolerzeugerdüse 2 verändert wird.FIGS. 3A and 3B illustrate an aerosol generator nozzle 2 according to illustrative embodiments of the articles disclosed herein. According to one embodiment, the nozzle body 14 has a tapered outlet-side end 17, in which the outlets 10 are formed. By thus increased distance of the outlets 10 with each other, mixing of aerosol droplets is further reduced or eliminated. The material outlets 10 may be formed, for example, by bores which extend through the nozzle body 14. According to another embodiment, fluid lines, for example tubes made of polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon), may be arranged in the bores, wherein the outlets may be formed, for example, by one end of one of the fluid lines or may be formed by separate components. According to one embodiment, the nozzle body 14 may have a constant outer diameter in a rear section 19 adjoining the end 17. In this way, in another embodiment, in which the nozzle body with respect to the outlet sleeve 23 is axially displaceable, the position of the material outlets 10 with respect the Druckgasauslasses 4 adjustable without the Druckgasströmungsweg is changed within the aerosol generator nozzle 2.

Gemäß einer in Fig. 3B dargestellten Ausführungsform weist dieAccording to an embodiment shown in Fig. 3B, the

Auslasshülse 23 keinen Austrittstrichter 18 auf, wie er z. B. von der in Fig. IB dargestellten Austrittshülse 23 gebildet ist. Es versteht sich, dass ein Austrittstrichter 18 je nach Ausgestaltung der Aerosolerzeugerdüse 2 vorgesehen sein kann oder weggelassen sein kann. Beispielsweise kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die Auslasshülse 23 derOutlet sleeve 23 no outlet funnel 18, as he z. B. is formed from the outlet sleeve 23 shown in Fig. IB. It is understood that an outlet funnel 18 may be provided depending on the configuration of the aerosol generator nozzle 2 or may be omitted. For example, according to a further embodiment, the outlet sleeve 23 of the

Aerosolerzeugerdüse 2 in Fig. 3B einen Austrittstrichter 18 aufweisen.Aerosol generator nozzle 2 in Fig. 3B have an outlet funnel 18.

Der Auslasströmungsweg 22 zwischen dem Düsenkörper und der Auslasshülse 23 kann gemäß einer Ausführungsform mit einem in Strömungsrichtung der Gasströmung konstanten Querschnitt in denThe Auslasströmungsweg 22 between the nozzle body and the outlet sleeve 23 may, according to an embodiment with a constant in the flow direction of the gas flow in the cross-section

Druckgasauslass 4 münden, beispielsweise wie in Fig. 3B dargestellt. Bei einem spitz zulaufenden auslassseitigen Ende 17 des Düsenkörpers 14 kann der Auslassströmungsweg 22 parallel zu einer Oberfläche 62 des spitz zulaufenden Endes 17 des Düsenkörpers in den Druckgasauslass 4 münden, wie in Fig. 3B dargestellt.Druckgasauslass 4 open, for example, as shown in Fig. 3B. At a tapered outlet end 17 of the nozzle body 14, the outlet flow path 22 may open parallel to a surface 62 of the tapered end 17 of the nozzle body into the compressed gas outlet 4, as shown in Fig. 3B.

Fig. 4 zeigt eine Aerosolerzeugerdüse 2 gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer Ausführungsform sind die mindestens zwei Materialauslässe 10 radial außerhalb des Druckgasauslasses 4 angeordnet, wie dies exemplarisch in Fig. 4 dargestellt ist. Die Materialauslässe 10 können bezüglich der Düsenachse 20 radialsymmetrisch und/oder in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform weist die Aerosolerzeugerdüse 2 einen Düsenkörper 14 mit einem Durchgang 16 auf, wobei in dieser Ausführungsform der Durchgang 16 einen Druckgasströmungsweg 22 bildet. Der Druckgasströmungsweg 22 verjüngt sich zu dem Druckgasauslass 4 hin, der durch die Stelle definiert ist, an welcher der Druckgasströmungsweg 22 im Auslassbereich den geringsten Strömungsquerschnitt 21 hat. Der Druckgasströmungsweg 22 kann beispielsweise zu dem Druckgasauslass 4 hin einen Winkel ß mit einer Düsenachse 20 einschließen. Der Winkel ß kann beispielsweise von einer Größe sein, wie mit Bezug auf die Fig. 2A und Fig. 2F beschrieben. Durch den Druckgasauslass 4 wird Druckgas abgegeben, zum Erzeugen einer Gasströmung (nicht dargestellt).FIG. 4 shows an aerosol generator nozzle 2 according to illustrative embodiments of the articles disclosed herein. According to one embodiment, the at least two material outlets 10 are arranged radially outside the compressed gas outlet 4, as shown by way of example in FIG. 4. The material outlets 10 may be arranged distributed radially symmetrically with respect to the nozzle axis 20 and / or evenly distributed in the circumferential direction. According to one illustrative embodiment, the aerosol generator nozzle 2 comprises a nozzle body 14 having a passage 16, in which embodiment the passage 16 forms a pressurized gas flow path 22. The compressed gas flow path 22 tapers toward the compressed gas outlet 4, which is defined by the point at which the compressed gas flow path 22 has the smallest flow cross section 21 in the outlet region. For example, the compressed gas flow path 22 may include an angle β with a nozzle axis 20 toward the compressed gas outlet 4. The angle β may, for example, be of a size as described with reference to FIGS. 2A and 2F. Through the compressed gas outlet 4 compressed gas is discharged, for generating a gas flow (not shown).

An dem Düsenkörper 14 ist gemäß einer Ausführungsform ein Düsenkopf 64 angeordnet, in welchem radial außerhalb des Druckgasauslasses 4 mindestens zwei Materialauslässe 10 angeordnet sind, zum Abgeben von Prekursormaterial in die Gasströmung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind vier Materialauslässe 10 in dem Düsenkörper angeordnet. Die Materialauslässe können durch Bohrungen 66 in dem Düsenkopf 64 gebildet sein, wie in Fig. 4 dargestellt. Es versteht sich, dass in diesem Fall das Material des Düsenkopfes inert gegen die verwendeten Prekursormaterialien gewählt wird. Gemäß einer Ausführungsform können sich an die Materialauslassbohrungen 66 Zufuhrbohrungen 68 anschließen, in welche beispielsweise Fluidleitungen (nicht dargestellt) einsteckbar sind, zum Zuführen der betreffenden Prekursormaterialien zu den Materialauslassbohrungen 66.On the nozzle body 14, according to one embodiment, a nozzle head 64 is arranged in which at least two material outlets 10 are arranged radially outside the compressed gas outlet 4 for dispensing precursor material into the gas flow. According to a further embodiment, four material outlets 10 are arranged in the nozzle body. The material outlets may be formed through bores 66 in the nozzle head 64, as shown in FIG. 4. It is understood that in this case the material of the nozzle head is chosen to be inert to the precursor materials used. According to one embodiment, supply bores 68 can be connected to the material outlet bores 66, into which, for example, fluid lines (not shown) can be inserted, for supplying the respective precursor materials to the material outlet bores 66.

Gemäß anderen Ausführungsformen kann jeder Materialauslass 10 durch ein Ende einer Fluidleitung gebildet sein. Stromabwärts des Druckgasauslasses 4 ist ein in Strömungsrichtung sich erweiternder Trichter 18 angeordnet, der mit der Düsenachse 20 einen Winkel α einschließt. Der Winkel α kann beispielsweise von einer Größe sein, wie mit Bezug auf die Fig. 2A und Fig. 2F beschrieben. Der Trichter 18 ist von dem Düsenkörper 14 und dem Düsenkopf 64 gebildet. Gemäß einer Ausführungsform münden die Materialauslässe 10 in den Trichter 18.According to other embodiments, each material outlet 10 may be formed by one end of a fluid line. Downstream of the compressed gas outlet 4, a funnel 18 which widens in the flow direction is arranged, which forms an angle α with the nozzle axis 20. The angle α may, for example, be of a size as described with reference to FIGS. 2A and 2F. The funnel 18 is formed by the nozzle body 14 and the nozzle head 64. According to one embodiment, the material outlets 10 open into the hopper 18.

Die Fig. 5 zeigt ein Aerosolerzeugersystem 70 gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer Ausführungsform enthält das Aerosolerzeugersystem 70 mindestens eine Aerosolerzeugerdüse 2, welche gemäß einer der hierin offenbarten Gegenstände oder Ausführungsformen ausgebildet ist.FIG. 5 shows an aerosol generator system 70 in accordance with illustrative embodiments of the articles disclosed herein. In one embodiment, the aerosol generator system 70 includes at least one aerosol generator nozzle 2 formed in accordance with any of the items or embodiments disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform eines Aerosolerzeugersystems 70 ist der Materialzufuhrströmungsweg 12 frei von Ventilen zum Verschließen des Materialzufuhrströmungsweges 12. Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines Aerosolerzeugersystems 70 ist der Materialzufuhrströmungsweg 12 frei von Dosierventilen, z. B. Nadelventilen, mit welchen der Materialzufuhrströmungsweg vollständig oder teilweise verschließbar ist, zum Dosieren von Prekursormaterial in den Materialzufuhrströmungsweg 12. Ein ventilfreier Materialzufuhrströmungsweg vermeidet oder reduziert die Gefahr eines Verstopfens des Materialzufuhrströmungsweges. Ein ventilfreier Materialzufuhrströmungsweg kann auch die Prozessstabilität eines Beschichtungsprozesses, bei welchem das Aerosolerzeugersystem 70 eingesetzt wird, erhöhen. Somit trägt ein ventilfreier Materialzufuhrströmungsweg 12 zu einer erhöhten Reproduzierbarkeit der Schichtqualität der mit dem Aerosolerzeugersystem 70 erzeugten Schichten bei. Gemäß einer Ausführungsform enthält ein Aerosolerzeugersystem 70 jeweils eine Pumpvorrichtung 72 für jeden Materialzufuhrströmungsweg 12 zum Fördern des entsprechenden Prekursormaterials durch den dem betreffenden Materialzufuhrströmungsweg 12 zugeordnetenAccording to one embodiment of an aerosol generator system 70, the material supply flow path 12 is free of valves for closing the material supply flow path 12. According to another embodiment of an aerosol generator system 70, the material supply flow path 12 is free of metering valves, e.g. Needle valve, with which the material supply flow path is completely or partially closable, for metering precursor material into the material supply flow path 12. A valve-free material supply flow path avoids or reduces the risk of clogging of the material supply flow path. A valve-free material supply flowpath may also increase the process stability of a coating process employing the aerosol generator system 70. Thus, a valve-free material supply flow path 12 contributes to increased reproducibility of the layer quality of the layers created with the aerosol generator system 70. In one embodiment, an aerosol generator system 70 includes a pumping device 72 for each material supply flow path 12 for delivering the corresponding precursor material through the material supply flow path 12 associated therewith

Materialauslass 10. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Pumpvorrichtung 72 angeordnet und ausgebildet, zum Dosieren des entsprechenden Prekursormaterials durch den dem betreffenden Materialzufuhrströmungsweg 12 zugeordneten Materialauslass 10. Durch die Pumpvorrichtung 72 bestimmt nicht der Unterdruck an demMaterialauslass 10. According to a further embodiment, the pumping device 72 is arranged and adapted for metering the corresponding precursor material through the associated Materialzufuhrströmungsweg 12 associated material outlet 10. By the pumping device 72 does not determine the negative pressure at the

Materialauslass 10 die Rate des zugeführten Prekursormaterials, sondern allein die Pumpvorrichtung 72.Material outlet 10, the rate of the supplied Prekursormaterials, but only the pumping device 72nd

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Pumpvorrichtung 72 eine Dosierpumpe, beispielsweise eine peristaltische Pumpe. Gemäß einer Ausführungsform eines Aerosolerzeugersystems 70 ist der Materialzufuhrströmungsweg 12 zwischen dem Materialauslass und der Pumpvorrichtung 72 frei von Ventilen zum Verschließen des Materialzufuhrströmungsweges 12.In one embodiment, a pumping device 72 is a metering pump, such as a peristaltic pump. According to one embodiment of an aerosol generator system 70, the material supply flow path 12 between the material outlet and the pumping device 72 is free of valves for closing the material supply flow path 12.

Der Materialzufuhrströmungsweg 12 ist gemäß einer Ausführungsform zwischen der Pumpvorrichtung 72 und dem Materialauslass 10 durch eine einstückige Fluidleitung gebildet. Dies ermöglicht einen störungsfreien Materialtransport und macht einen Betrieb des Aerosolerzeugersystems 70 zuverlässiger und reproduzierbarer.The material supply flowpath 12 is formed between the pumping device 72 and the material outlet 10 by a one-piece fluid conduit according to one embodiment. This allows for trouble-free material transport and makes operation of the aerosol generator system 70 more reliable and reproducible.

Gemäß anderen Ausführungsformen kann derAccording to other embodiments, the

Materialzufuhrströmungsweg 12 zwischen der Pumpvorrichtung 72 und dem Materialauslass 10 einen erzeugerseitigen Strömungswegabschnitt 74 und einen pumpenseitigen Strömungswegabschnitt 76 aufweisen, die über eine Strömungswegkupplung 78 miteinander verbindbar oder verbunden sind, wie dies beispielhaft in Fig. 6 dargestellt ist.Materialzufuhrströmungsweg 12 between the pumping device 72 and the material outlet 10 have a generator-side flow path section 74 and a pump-side flow path section 76, the can be connected or connected to one another via a flow path coupling 78, as shown by way of example in FIG. 6.

Der Druckgasströmungsweg 22 zum Zuführen von Druckgas zu dem Druckgasauslass kann an einen Gasförderer oder an jede andere Druckgasquelle (nicht dargestellt) angeschlossen sein. In dem Druckgasströmungsweg können in bekannter Weise Druckminderer und/oder Druckregler angeordnet sein (nicht dargestellt), um eine gleichförmige Strömungsgeschwindigkeit der durch den Druckgasauslass 4 abgegebenen Gasströmung sicherzustellen. Gemäß einerThe compressed gas flow path 22 for supplying pressurized gas to the compressed gas outlet may be connected to a gas conveyor or to any other compressed gas source (not shown). In the Druckgasströmungsweg pressure reducer and / or pressure regulator may be arranged in a known manner (not shown) to ensure a uniform flow velocity of the discharged gas through the compressed gas outlet 4 gas flow. According to one

Ausführungsform hat das dem Druckgasauslass 4 zugeführte Druckgas einen Druck von 1 bar bis 6 bar, beispielsweise einen Druck aus dem Intervall zwischen 2,5 und 4,5 bar. Gemäß anderen Ausführungsformen können andere Drücke verwendet werden.Embodiment, the pressurized gas supplied to the compressed gas outlet 4 has a pressure of 1 bar to 6 bar, for example, a pressure from the interval between 2.5 and 4.5 bar. According to other embodiments, other pressures may be used.

Gemäß einer in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist der Druckgasauslass 4 radial außerhalb der Materialauslässe 10 angeordnet. Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann der Druckgasauslass 4 radial innerhalb der Materialauslässe angeordnet sein.According to one embodiment shown in FIG. 5, the compressed gas outlet 4 is arranged radially outside the material outlets 10. According to a further, not shown embodiment, the compressed gas outlet 4 can be arranged radially within the material outlets.

Die Fig. 7 zeigt ein Aerosolerzeugersystem 70 gemäß anschaulichen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Das Aerosolerzeugersystem 70 enthält jeweils ein Reservoir 80 für jeden Materialauslass 10, wobei jeder Materialauslass 10 über den betreffenden Materialzufuhrströmungsweg 12 mit dem ihm zugeordneten Reservoir 80 strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist. Der Materialzufuhrströmungsweg kann wie oben beschrieben ausgebildet sein. Ferner kann gemäß einer Ausführungsform eines Aerosolerzeugersystems 70 vorgesehen sein, dass der Materialzufuhrströmungsweg 12 zwischen dem Materialauslass und dem Reservoir frei von Ventilen zum Verschließen des Materialzufuhrströmungsweges 12.FIG. 7 shows an aerosol generator system 70 in accordance with illustrative embodiments of the articles disclosed herein. The aerosol generator system 70 each includes a reservoir 80 for each material outlet 10, each material outlet 10 being fluidly connected or connectable to the associated reservoir 80 via the respective material supply flow path 12. The material supply flow path may be formed as described above. Furthermore, according to one embodiment of an aerosol generator system 70, it may be provided that the material supply flow path 12 between the material outlet and the Reservoir free of valves for closing the material supply flow path 12.

Die Fig. 7 zeigt in beispielhafter Weise schematisch das Zusammenwirken eines Aerosolerzeugersystems 70 mit einer Beschichtungsvorrichtung 69, welches neben dem Aerosolerzeugersystem 70 eines oder mehrere Substrate 71, beispielsweise zwei Substrate 71 wie in Fig. 7 dargestellt, aufweist. Die Beschichtungsvorrichtung weist mindestens eine Substrataufnahme 67 zum Aufnehmen und Fixieren eines Substrates 71 auf. Auf den Substraten 71 wird aus der auftreffenden Aerosolströmung die gewünschte, durch die Prekursormaterialien und die Substratemperatur definierte Schicht gebildet. Die Fig. 7 zeigt ferner ein Prallelement 73, wie es in der DE 103 47 119 B4 beschrieben ist. Das Prallelement 73 lenkt die von der Aerosolerzeugerdüse abgegebene Aerosolströmung 75 auf das mindestens eine Substrat 71 hin ab und erhöht dadurch die Schichtqualität auf dem Substrat 71 gebildeten Schicht. Das Prallelement verändert die Größe und/oder die Größenverteilung der Aerosolteilchen (Tröpfchen). Insofern kann das Prallelement dem Aerosolerzeugersystem 70 zugerechnet werden. Dementsprechend endet bei dieser Betrachtungsweise das Aerosolerzeugersystem 70 an dem Substrat 71.FIG. 7 shows, in an exemplary manner, the interaction of an aerosol generator system 70 with a coating device 69 which, in addition to the aerosol generator system 70, has one or more substrates 71, for example two substrates 71 as shown in FIG. The coating device has at least one substrate receptacle 67 for receiving and fixing a substrate 71. On the substrates 71, the desired layer defined by the precursor materials and the substrate temperature is formed from the impinging aerosol flow. FIG. 7 also shows a baffle element 73, as described in DE 103 47 119 B4. The impact element 73 deflects the aerosol flow 75 emitted by the aerosol generator nozzle onto the at least one substrate 71 and thereby increases the layer quality of the layer formed on the substrate 71. The impact element changes the size and / or the size distribution of the aerosol particles (droplets). In this respect, the baffle element can be attributed to the aerosol generator system 70. Accordingly, in this approach, the aerosol generator system 70 terminates at the substrate 71.

Das Aerosolerzeugersystem 70 und die Beschichtungsvorrichtung 69 können mindestens teilweise in einer Kammer 77 angeordnet sein. Beispielsweise können die Aerosolerzeugerdüse 2 sowie die Beschichtungsvorrichtung 69, welche in einer anschaulichen Ausführungsform das Aerosolerzeugersystem 70 und die Substrate 71 umfasst, in der Kammer 77 angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist lediglich die Aerosolerzeugerdüse 2 mit den sich in Strömungsrichtung anschließenden Komponenten (z.B. 67, 71, 73 in Fig. 7) in der Kammer angeordnet. Die Aerosolerzeugerdüse 2 kann hierbei über entsprechende Zufuhrströmungswege 12, 22, die sich durch eine Kammerwandung der Kammer 77 erstrecken, mit Prekursormaterial und Druckgas versorgt werden, wie in Fig. 7 dargestellt.The aerosol generator system 70 and the coating device 69 may be arranged at least partially in a chamber 77. For example, the aerosol generator nozzle 2 and the coating device 69, which in one illustrative embodiment comprises the aerosol generator system 70 and the substrates 71, may be disposed in the chamber 77. According to a further embodiment, only the aerosol generator nozzle 2 with the downstream components (eg 67, 71, 73 in FIG. 7) arranged in the chamber. The aerosol generator nozzle 2 can in this case be supplied with precursor material and compressed gas via corresponding feed flow paths 12, 22, which extend through a chamber wall of the chamber 77, as shown in FIG.

Für einen Beschichtungsvorgang mit der Aerosolerzeugerdüse 2 bzw. mit dem Aerosolerzeugersystem 70 kann die Kammer 77 unter Normaldruck stehen, z.B. unter 1030 mbar. Ferner kann ein Beschichtungsvorgang mit der erfindungsgemäßen Aerosolerzeugerdüse unter einem gegenüber Normaldruck reduzierten Druck durchgeführt werden, beispielsweise unter einem Druck von 500 mbar oder weniger.For a coating operation with the aerosol generator nozzle 2 or with the aerosol generating system 70, the chamber 77 may be under normal pressure, e.g. below 1030 mbar. Furthermore, a coating process with the aerosol generator nozzle according to the invention can be carried out under reduced pressure compared with normal pressure, for example under a pressure of 500 mbar or less.

Gemäß einer Ausführungsform enthält das Aerosolerzeugersystem 70 eine Steuervorrichtung 82 zur Steuerung von Komponenten des Aerosolerzeugersystems 70. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung ausgebildet sein, um die Pumpvorrichtungen 72 zu steuern. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung ausgebildet um einen Druckregler 84 zu steuern, welcher in dem Druckgasströmungsweg 22 angeordnet ist zum Einstellen oder Regeln eines konstanten Arbeitsdruckes des Druckgases. Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 82 ausgebildet zum Steuern oder Regeln einer Temperatur des Substrates 71 oder eines Prallelementes 73. Die Steuervorrichtung 82 kann als diskrete Schaltung realisiert sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung 82 einen oder mehrere Prozessoren und ein Computerprogrammprodukt, welches das Bereitstellen der entsprechenden Funktionalität der Steuervorrichtung 82 bei seiner Ausführung auf dem mindestens einen Prozessor bewirkt. Das Computerprogrammprodukt kann hierbei ein vollständiges Release oder ein Update eines bereits vorhandenen Computerprogrammprodukts sein. Die oben beschriebenen Ausführungsformen einer Aerosolerzeugerdüse bzw. eines Aerosolerzeugersystems ermöglichen ein Erzeugen einer Gasströmung, ein gleichzeitiges Abgeben von mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien in die Gasströmung und dadurch Bilden einer Aerosolströmung, welche die mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien enthält, wobei jedes der mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien durch einen separaten Materialauslass abgegeben wird. Auf diese Weise lassen sich Schichten erzeugen, deren Percursoren oder Lösungsmittel inkompatibel sind. Beispielsweise kann mit der hierin beschriebenen Aerosolerzeugerdüse eine Aerosolströmung gebildet werden, welche zwei oder mehr Prekursoren enthält, die unterschiedliche Lösungsmittel erfordern. Ferner lassen sich auf diese Weise Schichten mit einer genau definierten Zusammensetzung, d. h. mit einer höheren Schichtqualität erzeugen.In one embodiment, the aerosol generator system 70 includes a controller 82 for controlling components of the aerosol generator system 70. For example, the controller may be configured to control the pump devices 72. According to another embodiment, the control device is designed to control a pressure regulator 84 which is arranged in the compressed gas flow path 22 for setting or regulating a constant working pressure of the compressed gas. In one embodiment, the controller 82 is configured to control a temperature of the substrate 71 or a baffle 73. The controller 82 may be implemented as a discrete circuit. In another embodiment, the controller 82 includes one or more processors and a computer program product that provides for providing the corresponding functionality of the controller 82 as it executes on the at least one processor. The computer program product may be a complete release or update of an existing computer program product. The above-described embodiments of an aerosol generator nozzle or aerosol generating system allow gas flow to be generated, simultaneously dispensing at least two different precursor materials into the gas flow and thereby forming an aerosol stream containing the at least two different precursor materials, each of the at least two different precursor materials being separated by a separate material outlet is delivered. In this way, layers can be produced whose percorsors or solvents are incompatible. For example, with the aerosol generator nozzle described herein, an aerosol stream containing two or more precursors requiring different solvents may be formed. Furthermore, it is possible in this way to produce layers with a precisely defined composition, ie with a higher layer quality.

Gemäß weiteren einer Ausführungsform erfolgt das Abgeben der mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien in die Gasströmung abwechselnd. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Multilagen erzeugen, deren Zusammensetzung in Aufwachsrichtung der Schicht variiert.According to another embodiment, the dispensing of the at least two different precursor materials into the gas flow takes place alternately. In this way, for example, multilayers can be produced whose composition varies in the growth direction of the layer.

Wie bereits hierin mit Bezug auf die Aerosolerzeugerdüse 2 ausgeführt, können die mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien radial außerhalb eines Druckgasauslasses 4 in die Gasströmung abgegeben werden.As already stated herein with respect to the aerosol generator nozzle 2, the at least two different precursor materials may be discharged radially outside a compressed gas outlet 4 into the gas flow.

Alternativ können die mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien radial innerhalb eines Druckgasauslasses 4 in die Gasströmung abgegeben werden. Eine mögliche Verwendung einer Aerosolerzeugerdüse gemäß den hierin offenbarten Gegenständen und Ausführungsformen oder eines entsprechenden Aerosolerzeugersystems umfasst insbesondere die Erzeugung einer Schicht aus metallorganischen Prekursormaterialien. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise oxidische Schichtmaterialien auf kostengünstige Weise in hoher Qualität herstellen. Beispielsweise lassen sich mit der hierin offenbarten Aerosolerzeugerdüse Schichten herstellen, wie sie typischerweise durch Aerosol- unterstützte Chemische Gasphasenabscheidung (Aerosol-assisted chemical vapor deposition) hergestellt werden. Die Herstellung oxidischer Schichten kann typischerweise unter Luft- oder Sauerstoff-Atmosphäre erfolgen. Anstelle von oder zusätzlich zu Sauerstoff kann die Atmosphäre, in welcher die Aerosolerzeugerdüse 2 oder das Aerosolerzeugersystem 70 betrieben wird, andere reaktive Gase und/oder nicht- reaktive Gase enthalten.Alternatively, the at least two different precursor materials may be delivered radially within a compressed gas outlet 4 into the gas flow. One possible use of an aerosol generator nozzle according to the articles and embodiments disclosed herein or a corresponding aerosol generator system comprises, in particular, the production of a layer of organometallic precursor materials. In this way, for example, oxidic layer materials can be produced in a cost-effective manner in high quality. For example, the aerosol generator nozzle disclosed herein can be used to form layers typically prepared by aerosol-assisted chemical vapor deposition. The production of oxidic layers can typically take place under an air or oxygen atmosphere. Instead of or in addition to oxygen, the atmosphere in which the aerosol generator nozzle 2 or aerosol generator system 70 operates may include other reactive gases and / or non-reactive gases.

Beispielsweise wird eine nicht-oxidische Schicht in einer sauerstofffreien Atmosphäre, beispielsweise einer Argon- oder Stickstoff-Atmosphäre hergestellt, um nur ein Beispiel zu nennen.For example, a non-oxide layer is prepared in an oxygen-free atmosphere, such as an argon or nitrogen atmosphere, to name just one example.

Weitere Verwendungsmöglichkeiten werden dem Fachmann in derOther uses are those skilled in the

Zusammenschau mit der DE 103 47 119 B4 ersichtlich, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.See in conjunction with DE 103 47 119 B4, which is hereby incorporated by reference.

Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. Beispielsweise können Ausführungsformen, welche sich auf die Ausgestaltung des Materialzufuhrströmungsweges beziehen beliebig kombiniert werden. It should be noted that the embodiments described herein represent only a limited selection of possible embodiments of the invention. Thus, it is possible to suitably combine the features of individual embodiments with one another, so that for the person skilled in the art with the variants of embodiment that are explicit here, a multiplicity of different embodiments are to be regarded as obviously disclosed. For example, embodiments related to the design of the material supply flow path may be arbitrarily combined.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims

1. Aerosolerzeugerdüse (2) enthaltend: einen Druckgasauslass (4) mit mindestens einer Auslassöffnung (6) zum Erzeugen einer Gasströmung (5); mindestens zwei Materialauslässe (10); jeweils einen Materialzufuhrströmungsweg (12) für jeden der mindestens zwei Materialauslässe (10); wobei über den Materialzufuhrströmungsweg (12) ein Prekursormaterial dem betreffenden Materialauslass (10) zuführbar ist, zum Abgeben des Prekursormaterials durch den Materialauslass (10); und wobei jeder Materialauslass (10) angeordnet ist zum Abgeben eines Prekursormaterials (11) in die Gasströmung (5).An aerosol generator nozzle (2) comprising: a compressed gas outlet (4) having at least one outlet opening (6) for generating a gas flow (5); at least two material outlets (10); a material supply flow path (12) for each of the at least two material outlets (10); wherein a precursor material can be supplied to the relevant material outlet (10) via the material supply flow path (12), for dispensing the precursor material through the material outlet (10); and wherein each material outlet (10) is arranged for dispensing a precursor material (11) into the gas flow (5).

2. Aerosolerzeugerdüse (2) nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Materialauslässe (10) radial außerhalb des Druckgasauslasses (4) angeordnet sind.2. aerosol generator nozzle (2) according to claim 1, wherein the at least two material outlets (10) are arranged radially outside of the compressed gas outlet (4).

3. Aerosolerzeugerdüse (2) nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Materialauslässe (10) radial innerhalb des Druckgasauslasses (4) angeordnet sind.3. aerosol generator nozzle (2) according to claim 1, wherein the at least two material outlets (10) are arranged radially within the compressed gas outlet (4).

4. Aerosolerzeugerdüse (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Druckgasauslass (4) durch einen ringförmigen Spalt gebildet ist.4. aerosol generator nozzle (2) according to one of claims 1 to 3, wherein the compressed gas outlet (4) is formed by an annular gap.

5. Aerosolerzeugerdüse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner enthaltend einen Düsenkörper (14); wobei jeder Materialzufuhrströmungsweg (12) durch eine Fluidleitung gebildet ist, welche sich in einem in dem Düsenkörper (14) gebildeten Durchgang (16) erstreckt.5. aerosol generator nozzle (2) according to any one of the preceding claims, further comprising a nozzle body (14); wherein each material supply flow path (12) is formed by a fluid conduit extending in a passage (16) formed in the nozzle body (14).

6. Aerosolerzeugerdüse (2) nach Anspruch 5, wobei jederThe aerosol generator nozzle (2) of claim 5, wherein each one

Materialauslass (10) durch ein offenes Ende einer der Fluidleitungen gebildet ist.Material outlet (10) is formed by an open end of one of the fluid lines.

7. Aerosolerzeugerdüse (2) nach Anspruch 5 oder 6, wobei eine innere Oberfläche der Fluidleitung aus Polytetrafluorethylen gebildet ist.The aerosol generating nozzle (2) according to claim 5 or 6, wherein an inner surface of the fluid conduit is formed of polytetrafluoroethylene.

8. Aerosolerzeugersystem (70) enthaltend: eine Aerosolerzeugerdüse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.8. An aerosol generator system (70) comprising: an aerosol generator nozzle (2) according to one of the preceding claims.

9. Aerosolerzeugersystem (70) nach Anspruch 8, ferner enthaltend: jeweils ein Reservoir (80) für jeden Materialauslass (10), wobei jeder Materialauslass (10) über den betreffenden Materialzufuhrströmungsweg (12) mit dem ihm zugeordneten Reservoir (80) strömungsmäßig verbunden oder verbindbar ist.The aerosol generator system (70) of claim 8, further comprising: a reservoir (80) for each material outlet (10), each material outlet (10) being fluidly connected to the associated reservoir (80) via the respective material supply flow path (12) is connectable.

10. Aerosolerzeugersystem (70) nach Anspruch 8 oder 9, ferner enthaltend: jeweils eine Pumpvorrichtung (72) für jeden Materialzufuhrströmungsweg (12), zum Dosieren des entsprechenden Prekursormaterials (11) durch den dem betreffenden Materialzufuhrströmungsweg (12) zugeordneten Materialauslass (10).The aerosol generator system (70) of claim 8 or 9, further comprising: a respective pumping device (72) for each material supply flow path (12) for dosing the corresponding precursor material (11) through the material outlet (10) associated with the respective material supply flow path (12).

11. Aerosolerzeugersystem (70) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Materialzufuhrströmungsweg (12) frei von Ventilen zum Verschließen des Materialzufuhrströmungsweges (12) ist.11. aerosol generator system (70) according to any one of claims 8 to 10, wherein the material supply flow path (12) is free of valves for closing the material supply flow path (12).

12. Aerosolerzeugersystem (70) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei in Strömungsrichtung nach dem Materialauslass (10) ein12. aerosol generator system (70) according to any one of claims 8 to 11, wherein in the flow direction after the material outlet (10) a

Prallelement (73) angeordnet ist, welches ausgebildet und angeordnet ist, um eine von der Aerosolerzeugerdüse (2) erzeugte Aerosolströmung (75) auf ein Substrat (71) hin zu richten.Impact element (73) is arranged, which is designed and arranged to direct an aerosol flow (75) generated by the aerosol generator nozzle (2) on a substrate (71).

13. Beschichtungsvorrichtung (69) enthaltend ein13. Coating device (69) containing a

Aerosolerzeugersystem (70) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 und mindestens eine Substrataufnahme (67) zur Aufnahme eines Substrates (71).Aerosol generator system (70) according to one of claims 8 to 12 and at least one substrate holder (67) for receiving a substrate (71).

14. Verfahren enthaltend :14. Method comprising:

Erzeugen einer Gasströmung (5);Generating a gas flow (5);

Abgeben von mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialen (11) in die Gasströmung (5) und dadurch Bilden einer Aerosolströmung (75), welche die mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien (11) enthält; wobei jedes der mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien (11) durch einen separaten Materialauslass (10) abgegeben wird.Dispensing at least two different precursor materials (11) into the gas flow (5) and thereby forming an aerosol flow (75) containing the at least two different precursor materials (11); wherein each of the at least two different precursor materials (11) is dispensed through a separate material outlet (10).

15. Verfahren enthaltend:15. Method comprising:

Erzeugen einer Gasströmung (5);Generating a gas flow (5);

Abwechselndes Abgeben von mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien (11) in die Gasströmung (5) und dadurch Bilden einer Aerosolströmung (75), welche jeweils eines der mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien (ll)enthält; wobei jedes der mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialen (11) durch einen separaten Materialauslass (10) abgegeben wird.Alternately dispensing at least two different precursor materials (11) into the gas flow (5) and thereby forming an aerosol stream (75) each containing one of the at least two different precursor materials (II); wherein each of the at least two different precursor materials (11) is dispensed through a separate material outlet (10).

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien (11) radial außerhalb des Druckgasauslasses (4) in die Gasströmung (5) abgegeben werden.16. The method of claim 14 or 15, wherein the at least two different precursor materials (11) radially outside the compressed gas outlet (4) are discharged into the gas flow (5).

17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die mindestens zwei verschiedenen Prekursormaterialien (11) radial innerhalb des17. The method of claim 14 or 15, wherein the at least two different precursor materials (11) radially within the

Druckgasauslasses (4) in die Gasströmung (5) abgegeben werden.Compressed gas outlet (4) are discharged into the gas flow (5).

18. Verwendung einer Aerosolerzeugerdüse (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eines Aerosolerzeugersystems (70) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, einer Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 14 bis 17 zur Erzeugung einer Schicht aus metallorganischen Prekursormaterialien. 18. Use of an aerosol generator nozzle (2) according to any one of claims 1 to 7, an aerosol generator system (70) according to any one of claims 8 to 12, a coating apparatus according to claim 13 or a method according to any one of claims 14 to 17 for producing a layer of organometallic precursor materials.